Метеориты раскрывают вероятное происхождение летучих химических веществ Земли

Они обнаружили, что около половины земных запасов летучего элемента цинка приходится на астероиды, происходящие из внешней части Солнечной системы — части за поясом астероидов, который включает планеты Юпитер, Сатурн и Уран. Предполагается, что из этого материала были получены и другие важные летучие вещества, такие как вода.

Летучие вещества — это элементы или соединения, которые переходят из твердого или жидкого состояния в пар при относительно низких температурах. К ним относятся шесть наиболее распространенных элементов, встречающихся в живых организмах, а также вода. Таким образом, добавление этого материала имело большое значение для зарождения жизни на Земле.

До этого исследователи думали, что большая часть летучих веществ Земли поступает из астероидов, которые сформировались ближе к Земле. Находки раскрывают важные подсказки о том, как на Земле появились особые условия, необходимые для поддержания жизни.

Старший автор профессор Марк Рекэмпер из Имперского колледжа Лондонского факультета наук о Земле и инженерии сказал: «Наши данные показывают, что около половины запасов цинка на Земле было доставлено из внешней Солнечной системы, за пределами орбиты Юпитера. На основе текущих моделей раннего развития Солнечной системы, это было совершенно неожиданно».

Предыдущие исследования предполагали, что Земля сформировалась почти исключительно из внутреннего материала Солнечной системы, который, по мнению исследователей, был преобладающим источником летучих химических веществ Земли. Новые результаты показывают, что внешняя Солнечная система сыграла большую роль, чем считалось ранее.

Профессор Рекампер добавил: «Этот вклад материала внешней Солнечной системы сыграл жизненно важную роль в создании запаса летучих химических веществ на Земле. Похоже, что без вклада материала внешней Солнечной системы на Земле было бы гораздо меньше летучих веществ, чем нам известно сегодня — делая его более сухим и потенциально неспособным питать и поддерживать жизнь».

Чтобы провести исследование, ученые изучили 18 метеоритов различного происхождения — 11 из внутренней Солнечной системы, известных как неуглеродистые метеориты, и 7 из внешней Солнечной системы, известные как углеродистые метеориты.

Для каждого метеорита они измерили относительное содержание пяти различных изотопов цинка. Затем они сравнили каждый изотопный отпечаток с образцами Земли, чтобы оценить, насколько каждый из этих материалов внес вклад в запасы цинка Земли. Результаты показывают, что, хотя Земля состоит из углеродистых тел только примерно на 10% массы, этот материал обеспечивает около половины земного цинка.

По словам исследователей, материал с высокой концентрацией цинка и других летучих компонентов, скорее всего, также относительно широко распространен в воде, что дает подсказку о происхождении земной воды.

Райсса Мартинс, доктор философии, кандидат кафедры наук о Земле и инженерии, сказала: «Мы давно знали, что на Землю было добавлено некоторое количество углеродистого материала, но результаты показывают, что этот материал сыграл ключевую роль в установлении нашего баланса летучих элементов, некоторые из которых необходимы для процветания жизни».

Затем исследователи проанализируют породы с Марса, которые содержали воду от 4,1 до 3 миллиардов лет назад до высыхания, и с Луны. Профессор Рекампер сказал: «Широко распространенная теория состоит в том, что Луна образовалась, когда огромный астероид врезался в Землю около 4,5 миллиардов лет назад. Анализ изотопов цинка в лунных породах поможет нам проверить эту гипотезу и определить, сыграло ли столкновение астероид роль важную роль в доставке летучих веществ, в том числе воды, на Землю».

Результаты опубликованы в журнале Science.